网络计划的优化课件

第五节网络计划的优化,网络计划的优化，就是在满足既定的约束条件下，按某一目标，对网络计划进行不断检查、评价、调整和完善，以寻求最优网络计划方案的过程。网络计划的优化有工期优化、费用优化和资源优化三种。费用优化又叫时间-成本优化；资源优化分为资源有限工期最短的优化和工期固定资源均衡的优化。,1,PPT学习交流,一、工期优化工期优化是在网络计划的工期不满足要求时，通过压缩计算工期以达到要求工期目标，或在一定约束条件下使工期最短的过程。在确定需缩短持续时间的关键工作时，应按以下几个方面进行选择：（1）缩短持续时间对质量和安全影响不大的工作；（2）有充足备用资源的工作；（3）缩短持续时间所需增加的工人或材料最少的工作；（4）缩短持续时间所需增加的费用最少的工作。,2,PPT学习交流,网络计划的工期优化步骤如下：(1)求出计算工期并找出关键线路及关键工作。(2)按要求工期计算出工期应缩短的时间目标T：TTcTr式中Tc计算工期；Tr要求工期。,3,PPT学习交流,(3)确定各关键工作能缩短的持续时间。(4)将应优先缩短的关键工作压缩至最短持续时间，并找出新关键线路。若此时被压缩的工作变成了非关键工作，则应将其持续时间延长，使之仍为关键工作。(5)若计算工期仍超过要求工期，则重复以上步骤，直到满足工期要求或工期已不能再缩短为止。,4,PPT学习交流,要求工期15天，试进行网络计划工期优化,5,PPT学习交流,0,5,6,11,19,11,工期:TC=19应缩短工期：T=1915=4,(,6,PPT学习交流,第一次优化：,CP：-可行方案：压缩工作优选系数：(1)1-2（A）2(2)2-4（D）5(3)4-6（H）10优先压缩12（A）工作D1-2=3,7,PPT学习交流,0,3,6,10,18,10,第一次优化：工作1-2缩短2周，为D1-2=3,（工作1-2变成了非关键工作，将其延长，使之仍为关键工作）,8,PPT学习交流,0,3,6,10,18,10,即第一次优化：T=Min(D1-2，TF1-3)=Min(2，1)=1,（工作1-2变成了非关键工作，将其延长，使之仍为关键工作）,9,PPT学习交流,第二次优化：,CP：-可行方案：压缩工作组合优选系数：(1)1-2（A）和1-3（B）2+8=10(2)1-2（A）和3-4（E）2+4=6*(3)1-3（B）和2-4（D）8+5=13(4)2-4（D）和3-4（E）5+4=9(5)4-6（H）10优劣顺序:(2)-(4)-(1)、(5)-(3)将工作1-2和3-4同时压缩1天,10,PPT学习交流,0,3,6,9,17,9,将工作1-2和3-4同时压缩1天,11,PPT学习交流,第三次优化：,CP：-可行方案：压缩工作组合优选系数：(1)1-3（B）和2-4（D）8+5=13(2)4-6（H）10优劣顺序:(2)-(1)将工作4-6压缩2天,12,PPT学习交流,0,3,6,9,15,9,将工作4-6压缩2天,工期优化后的网络计划,13,PPT学习交流,已知网络计划如下图所示，图中箭杆上数据为正常持续时间，括号内为最短持续时间，假定要求工期为105天。根据缩短关键工作持续时间宜考虑的因素，给定缩短的优先顺序为B、C、D、E、F、G、A,试对网络计划进行优化,14,PPT学习交流,资源是指为完成任务所需的劳动力、材料、机械设备和资金等的统称。离开了资源条件，再好的计划也不能实现，因此资源的合理安排和调整是施工组织设计的一项重要内容。资源优化的目的是通过利用工作的机动时间（工作总时差）改变工作的开始和完成时间，从而使资源按时间分布符合优化的目标。资源优化的类型：（1）资源供应有限制的条件下，寻求计划的最短工期，成为“资源有限，工期最短”的优化（2）在工期规定的条件下，力求资源消耗均衡，称为“工期固定，资源均衡”的优化,二、工期资源优化,15,PPT学习交流,1“资源有限，工期最短”的优化“资源有限，工期最短”优化是指在资源有限时，保持各个工作的每日资源需要量不变，寻求工期最短的施工计划。,16,PPT学习交流,设某种资源（如人力资源）单位时间供应量有限，则在编制进度计划时应满足在有限资源条件下的最优工期。设某工程需某种资源（如劳动力），单位时间供应量为，工作单位时间的资源需要量为。现要求在资源供应有限的条件下，保持预先规定的施工工艺顺序，寻求工期最短方案。设,17,PPT学习交流,若，则工期必然满足：,资源有限工期最短优化的基本假设优化过程中各工作的持续时间保持不变优化过程中不改变工作间的逻辑关系各工作每天的资源需要量均衡且在优化过程中不变要求工作连续施工，不允许中断,18,PPT学习交流,资源有限，工期最短优化中的资源分配原则关键工作优先满足，按其资源需要量大小按从大到小的顺序供应资源，即按rij的递减顺序供应对于非关键工作，按如下顺序进行：对于已经开始的优先安排（优先于关键工作）其他工作按TFij的递增顺序供应资源对于总时差相等的非关键工作，则按工作资源消耗量rij的递减顺序供应。,19,PPT学习交流,资源优化的步骤：网络计划的每日资源需要量曲线是资源优化的初始状态。资源需要量曲线上的每一变化处都标志着某些工作在该时间点开始或完成。而资源需要量连续不变的一段时间即时段是资源优化的基础。因此，资源优化的过程也就是在资源限制条件下逐一时段进行合理的调整各个工作开始和完成时间的过程。优化步骤如下：（1）根据给定网络计划初始方案，计算各项工作时间参数，ESEFTF等（2）按照各项工作的早时间数值绘制ES-EF时标网络图，并标出各项工作的资源消耗量和持续时间（3）在时标网络图的下方，绘制出资源动态曲线（4）在资源动态曲线中，找到首先出现超过资源供应限额的资源高峰时段进行调整（5）绘制工作推移后的时标网络图和资源需要量动态曲线，并继续重复进行第4步直至每一时段都满足资源消耗量限额的要求,20,PPT学习交流,优化实例原始网络计划如图，若资源（劳动力）日供应量为R12，试对其进行资源优化。,解：（1）对初始时段0,2进行资源分配排队,根据资源排队顺序，应首先安排关键工作12，然后再安排工作13和工作14。因r12r1311R故将工作14推迟到2天后开始（如图）,21,PPT学习交流,优化实例原始网络计划如图，若资源（劳动力）日供应量为R12，试对其进行资源优化。,解：（1）对初始时段0,2进行资源分配排队,根据资源排队顺序，应首先安排关键工作12，然后再安排工作13和工作14。因r12r1311R故将工作14推迟到2天后开始（如图）,22,PPT学习交流,（2）时段2,5资源排队,根据资源排队顺序，本时段可以安排工作13、23、14，将工作25推迟至下时段,23,PPT学习交流,（2）时段2,5资源排队,根据资源排队顺序，本时段可以安排工作13、23、14，将工作25推迟至下时段,依此类推，可以逐步优化，最终优化结果如图（近似）,24,PPT学习交流,（2）时段2,5资源排队,根据资源排队顺序，本时段可以安排工作13、23、14，将工作25推迟至下时段,依此类推，可以逐步优化，最终优化结果如图（近似）,25,PPT学习交流,0123456789101112,26,PPT学习交流,27,PPT学习交流,012345678910111213,工期,Rt,Ra,=12,8,12,5,11,5,5,8,4,6,7,4,11,12,28,PPT学习交流,2、工期固定，资源均衡的优化,工程项目的建设过程是不均衡的生产过程，对资源的种类、用量的需求等常常会有大的变化。通过网络计划中非关键工作时差的利用对资源计划进行调整（削峰填谷），尽量减少资源需用量的波动，使资源连续而均衡的分布。,29,PPT学习交流,工期固定，资源均衡即要求在工期固定的条件下寻求资源需求量大致平衡的方案。衡量资源需求量不均衡程度可用方差表示，越小，说明资源需求越均衡。,30,PPT学习交流,基本思路在满足工期不变的条件下，通过利用非关键工作的时差，调整工作的开始和结束时间，使资源需求在工期范围内尽可能均衡。,31,PPT学习交流,优化顺序：从网络计划的结束节点开始，自右向左进行资源均衡调整。若同一节点有多个内向工作，则先考虑开始时间最晚的工作。最早开始时间相同的，以时差较小者先调整，时差亦相同的，以每日资源消耗量最大的先调整。,32,PPT学习交流,优化实例如图所示的网络计划，若规定工期为14天，试对其进行资源均衡优化。,解：1、考虑以节点为结束节点的非关键工作因ES46ES3-6故优先考虑工作36。,若工作36右移1天，则V1R11（R7r36）9（123）0,因此工作36不必右移1天。,若工作36右移2天，则V2R12（R8r36）5（123）4,33,PPT学习交流,优化实例如图所示的网络计划，若规定工期为14天，试对其进行资源均衡优化。,因V1V240故工作36可右移2天,同理，可以计算：V35（123）4V45（123）4,因此工作36可以右移4天。,由此可以得到新的网络图,34,PPT学习交流,优化实例如图所示的网络计划，若规定工期为14天，试对其进行资源均衡优化。,因V1V240故工作36可右移2天,同理，可以计算：V35（123）4V45（123）4,因此工作36可以右移4天。,由此可以得到新的网络图,35,PPT学习交流,优化实例如图所示的网络计划，若规定工期为14天，试对其进行资源均衡优化。,再考虑工作46,若右移1天：V18（204）80,由此可以得到新的网络图,若右移2天：V28（84）4,若右移3天：V38（94）3,由此可知，工作46右移1天即可。,36,PPT学习交流,优化实例如图所示的网络计划，若规定工期为14天，试对其进行资源均衡优化。,再考虑工作46,若右移1天：V18（204）80,由此可以得到新的网络图,若右移2天：V28（84）4,若右移3天：V38（94）3,由此可知，工作46右移1天即可。,其余节点可依此类推，得到最终的优化网络图（近似）。,37,PPT学习交流,优化实例如图所示的网络计划，若规定工期为14天，试对其进行资源均衡优化。,再考虑工作46,若右移1天：V18（204）80,由此可以得到新的网络图,若右移2天：V28（84）4,若右移3天：V38（94）3,由此可知，工作46右移1天即可。,其余节点可依此类推，得到最终的优化网络图。,38,PPT学习交流,优化实例如图所示的网络计划，若规定工期为14天，试对其进行资源均衡优化。,从初始网络计划的劳动力动态曲线和优化后的劳动力动态曲线可以看出，在工期范围内的资源需求量趋向均衡化。,衡量资源曲线均衡性的指标除了方差以外，我们还可以用资源需求的不均衡系数来描述：,39,PPT学习交流,在上例中，Rm11.85优化前，K1.7优化后，K1.35由此可见，经过资源优化，资源的需求趋于均衡化。,40,PPT学习交流,3费用优化（工期-成本优化）,（1）工程费用与工期的关系,T（工期）,TN正常工期,T最优工期,TL最短工期,41,PPT学习交流,（2）工作直接费与持续时间的关系,直接费持续时间曲线,C（直接费）,CC,CN,DC,DN,D,42,PPT学习交流,优化步骤：,按工作正常持续时间确定计算工期及关键线路计算各工作的直接费用率:在各可行方案中寻求最佳方案进行调整（有备用资源、保证质量、安全前提下，费率或组合费率最低者）确定合理的压缩时间(关键工作不能压缩成为非关键工作）重复以上步骤，直到优化点出现（费率差=直接费-间接费0）计算变化的费用及总费用,Ci-j,=,CCi-j-CNi-j,DNi-j-DCi-j,43,PPT学习交流,单位:万元,间接费率：0.8万/周,44,PPT学习交流,0,4,8,16,22,18,工期:Tn=22周工程总费用:CT=43.8万,45,PPT学习交流,第一次优化：,CP：-可行方案：压缩工作（组合）直接费率(1)1-3C=1.0(2)3-4C=0.2(3)4-5+4-6C=0.7+0.5=1.2(4)4-6+5-6C=0.5+0.2=0.7优劣顺序:(2)-(4)-(1)-(3),46,PPT学习交流,0,4,8,13,20,16,第一次优化：工作3-4缩短3周，为D3-4=5周,（工作3-4变成了非关键工作，将其延长，使之仍为关键工作）,47,PPT学习交流,0,4,8,14,20,16,即第一次优化：T=Min(D3-4，TF3-5)=Min(3，2)=2,48,PPT学习交流,第二次优化：,CP：-可行方案：压缩工作（组合）直接费率(1)1-3C=1.0(2)3-4+3-5C=0.2+0.8=1.0(3)3-4+5-6C=0.2+0.2=0.4(4)4-6+5-6C=0.5+0.2=0.7(5)3-5+4-5+4-6C=0.8+0.7+0.5=2.0优劣顺序:(3)-(4)-(1)-(2)-(5),49,PPT学习交流,0,4,8,13,19,16,即第二次优化：工作3-4